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每當(dāng)漲潮時，廈門市濱海濕地公園都會上演浪漫一幕——三座島上的樹林被海水淹沒，僅有一些較高樹種的林冠露出水面，宛若一片“海上森林”，如果從高空向下俯瞰，就會發(fā)現(xiàn)原來這是一副由愛心和五星組成的畫作。

廈門下潭尾火炬大橋一側(cè)，濱海濕地公園的紅樹景觀

(圖片來源：廈門大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院)

但是看到這，一些內(nèi)陸的朋友們或許會好奇：居然有樹泡在海水里還能活著，甚至正常地生長繁殖，這也太神奇了吧？

沒錯，這種神奇的樹就是紅樹林。

01

葉子明明是綠色，憑什么叫紅樹？

具體而言，紅樹林泛指一類生長在熱帶和亞熱帶海岸潮間帶的木本植物，并不是某一個物種。至于為什么被稱為紅樹，顧名思義，并不是說它的樹葉是紅色，而是因為這類植物在一些情況下會呈現(xiàn)出紅色的外觀。

紅樹植物中的很多成員都屬于紅樹科(Rhizophoraceae)，這些紅樹科物種的樹皮中含有一種叫做單寧的物質(zhì)，與空氣接觸后會被氧化為紅色，這樣一來，可不就是“紅樹”了嗎？

紅樹植物樹皮中的單寧遇空氣后被氧化為紅色

圖片來源：environment.bm

紅樹植物根據(jù)其特性又可以分為真紅樹植物和半紅樹植物。真紅樹植物一般指的是僅分布在海岸潮間帶的物種，而半紅樹則是那些既可以生長在潮間帶，也可以在陸地上生存的物種。但不論是真紅樹植物還是半紅樹植物，它們有一個共同的特點，都可以在海水的周期性浸淹的環(huán)境下存活。

潮水漲起，漫過紅樹林 圖片來源：作者拍攝

這一點對很多植物來說是難以想象的。大家都知道，如果給家里的植物澆鹽水，沒幾天咱們的愛花可能就會“香消玉殞”。潮間帶海水周期性浸淹帶來的高鹽和缺氧環(huán)境對植物而言十分嚴(yán)酷，不僅如此，熱帶、亞熱帶地區(qū)海邊的高溫烈日對他們來講也是莫大的挑戰(zhàn)。

而紅樹植物的神奇之處就在于演化出了許多有趣的性狀，諸如特異的根系結(jié)構(gòu)、特殊的繁殖方式來適應(yīng)這樣嚴(yán)酷的環(huán)境。

02

不僅扎根厲害，還會“吐”鹽？

咱們先來看看紅樹植物奇特的根系結(jié)構(gòu)，常見的紅樹植物的根系類型包括：支柱根、筍狀根、表面根、板狀根、指狀根和膝狀根等等。根據(jù)這些名字，大家應(yīng)該很容易想象出這些特異根系的大致模樣，這些特殊的根系內(nèi)含有豐富的通氣組織，可以幫助紅樹植物更好地進行氣體交換。

紅樹植物的支柱根 圖片來源：asknature.org

此外，為了應(yīng)對高鹽環(huán)境，紅樹植物還衍生出了一系列避鹽和泌鹽的措施，一方面通過控制細胞內(nèi)鹽度在閾值之下來保護細胞免受高鹽的影響，另一方面則通過鹽腺等器官將鹽分排出體外。

紅樹植物的泌鹽現(xiàn)象 圖片來源：ocean.si.edu

03

胎生的植物，真的存在嗎？

比起上述這些妙招，紅樹植物還有一項應(yīng)對潮間帶極端環(huán)境的妙招胎生！說起“胎生”，大家大概不會覺得有什么特別，畢竟這對哺乳動物來說是太過常見。但是不是很難相信，在紅樹植物中，也存在所謂的“胎生”現(xiàn)象。

當(dāng)然，此胎生非彼胎生，但共同點都是后代在母體上就開始發(fā)育，發(fā)育成熟到一定階段才會脫離母體。這類“胎生”在水稻中也存在，不過叫做穗萌，穗上的水稻種子遇適宜的環(huán)境條件會立即發(fā)芽，這在農(nóng)業(yè)上會產(chǎn)生負面的影響，種子都萌發(fā)了，我們還吃個啥呀？

回到正題上，對不少紅樹植物而言，“胎生”現(xiàn)象指的是它們的種子在還沒有離開母體時就已經(jīng)萌發(fā)，隨后成長為棒狀的胚軸，最后從母體掉落到潮間帶的淤泥中。

紅樹植物的胚軸 圖片來源：mangroveactionproject.org

胎生作為紅樹植物應(yīng)對潮間帶環(huán)境而衍生出的特殊繁殖機制，對紅樹植物生存、繁衍和擴張的重要性不言自明。相比于成年個體，種子在惡劣環(huán)境下的存活無疑更具有挑戰(zhàn)性，這時候，如果可以在母體上萌發(fā)，依靠母體的養(yǎng)分發(fā)育到一定階段，就可以增加這些“種子”們的存活率。

扎根在潮間帶的胚軸 圖片來源：參考文獻

而且，種子在母體上發(fā)育為胚軸不僅可以增加這些“紅樹寶寶”們在潮間帶的存活率，還可以讓它們在遠渡重洋時披上一層堅固的“鎧甲”。

胚軸在發(fā)育過程中會積累一定量的單寧，就是前面提到的讓紅樹“變紅”的物質(zhì)，單寧是天然的防腐劑，胚軸在順著洋流飄蕩時，單寧可以給予胚軸一定的保護，讓其不易被海水腐蝕。不得不說，紅樹植物真是一個神奇的類群，在漫長的演化時光里，它們堅韌地成功應(yīng)對了艱苦環(huán)境帶來的調(diào)整。

04

海岸衛(wèi)士還能否繼續(xù)堅守？

由于圍墾、不當(dāng)開發(fā)等原因，自21世紀(jì)以來，全球紅樹林面積呈逐年下降趨勢，世界糧農(nóng)組織（Food and agriculture organization of the united nations, FAO）全球森林資源評估報告（2015）顯示：2015年全球紅樹林面積為14,752 kha，較2010年減少了3.98%。

1990-2015年世界紅樹林面積變化 圖片來源：作者自制

在國內(nèi)，由于水產(chǎn)養(yǎng)殖、房地產(chǎn)開發(fā)、港口和碼頭設(shè)施建設(shè)等因素，紅樹林的生長領(lǐng)地遭到了侵占，不僅如此，水產(chǎn)、畜禽養(yǎng)殖帶來的污水排放和水體富營養(yǎng)化問題同樣對紅樹林造成了一定程度的破壞。

所幸，由于紅樹林的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值愈發(fā)得到重視，國家加強了對紅樹林的保護，并對紅樹林進行生態(tài)修復(fù)，人工林的面積也逐年增加。

紅樹林歷經(jīng)千萬年，漲潮時海水浸淹，猶如水中綠島；退潮時，盤根錯節(jié)，猶如海岸衛(wèi)士般屹立于潮間帶，誰會希望“海中森林”就此消失呢？

出品：科普中國

作者：EVEE 北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院

監(jiān)制：中國科普博覽

參考文獻：

Alongi, D. M. (2012). Carbon sequestration in mangrove forests. Carbon management, 3(3), 313–322.

Amos, W., & Harwood, J. (1998). Factors affecting levels of genetic diversity in natural populations. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 353(1366), 177–186.

Hoque, R. R., & Balachandran, S. (2019). Handbook of environmental materials management. C. M. Hussain (Ed.). Cham, Switzerland: Springer.

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